1、車床、車刀與外圓表面車削加工安順職業技術學院 胡國榮摘要：以CA6140型臥式車床為例介紹車床的用途與運動、類型與結構、工藝范圍與傳動路線，為合理選擇外圓車刀結構與裝夾方式，以及外圓表面車削加工與裝夾方案提供參考。關鍵詞：車床，車刀，外圓表面車削加工Lathe, lathe tool and outer annulus surface lathe workAnshun vocational technology college Guorong HuAbstract: Take the CA6140 horizontal lathe as the example introduced that

2、lathe's use and the movement, the type and the structure, the craft scope and the transmission route, clamp the way for the reasonable choice outer annulus lathe tool structure and the attire, as well as the outer annulus surface lathe work and the attire clamp the plan to provide the reference.

3、Key word: Lathe, lathe tool, outer annulus surface lathe work1.車床 1.1車床的用途       車床主要用于加工零件的各種回轉表面，如內外圓柱表面，內外圓錐表面，成形回轉表面和回轉體的端面等，有些車床還能車削螺紋表面。由于大多數機器零件都具有回轉表面，并且大部分需要用車床來加工，因此，車床是一般機器制造廠中應用最廣泛的一類機床，約占機床總數的35%50%。 在車床上，除使用車刀進行加工之外，還可以使用各種孔加工刀具（如鉆頭、鉸刀、鏜刀等）進行孔加工，或者使用螺紋刀具（絲

4、錐、板牙）進行內、外螺紋加工。 1.2車床的運動      1.2.1工件的旋轉運動：是車床的主運動，其特點是速度較高，消耗功率較大。 1.2.2刀具的直線移動：是車床的進給運動，是使毛坯上新的金屬層被不斷投入切削，以便切削出整個加工表面。 上述運動是車床形成加工表面形狀所需的表面成形運動。車床上車削螺紋時，工件的旋轉運動和刀具的直線移動則形成螺旋運動，是一種復合成形運動。 圖1立式車床1.3車床的分類     為適應不同的加工要求，車床分為很多種類。按其結構和用途不同，可分為：臥式車床（圖2）、立式車床

5、（圖1）、轉塔車床、回輪車床、落地車床、液壓仿形及多刀自動和半自動車床、各種專用車床（如曲軸車床、凸輪車床等）、數控車床和車削加工中心等。 1.4 CA6140型臥式車床工藝范圍及其組成     CA6140型臥式車床的通用性較強，但機床的結構復雜且自動化程度低，加工過程中輔助時間較長，適用于單件、小批量生產及修理車間。CA6140型臥式車床的布局及組成見圖2。CA6140型臥式車床的工藝范圍很廣，能適用于各種回轉表面的加工，如車削內外圓柱面、圓錐面、環槽及成形回轉面；車 1、11床腿 2進給箱 3主軸箱 4床鞍 5中滑板削端面及各種常用螺紋；還可以 6

6、刀架7回轉盤 8小滑板9尾架10床身 12光杠進行鉆孔、擴孔、鉸孔、滾花、 13絲杠 14溜板箱攻螺紋和套螺紋等工作。其加工典型表面見圖3。 圖2 CA6140型臥式車床  圖3 CA6140型臥式車床加工的典型表面1.5機床的傳動系統     圖4為CA6140型臥式車床的傳動系統圖。圖中左上方的方框內表示機床的主軸箱，框中是從主電動機到車床主軸的主運動傳動鏈。傳達鏈中的滑移齒輪變速機構，可使主軸得到不同的轉速；片式摩擦離合器換向機構，可使主軸得到正、反向轉速。左下方框表示進給箱，右下方框表示溜板箱。從主軸箱中下半部分傳動件，到左外側的掛輪機

7、構、進給箱中的傳動件、絲桿或光杠以及溜板箱中的傳動件，構成了從主軸到刀架的進給傳動鏈。進給換向機構位于主軸箱下部，用于切削左旋或右旋螺紋，掛輪或進給箱中的變換機構，用來決定將運動傳給絲杠還是光杠。若傳給絲杠，則經過絲杠和溜板箱中的開合螺母，把運動傳給刀架，實現切削螺紋傳動鏈；若傳給光杠，則通過光杠和溜板箱中的轉換機構傳給刀架，形成機動進給傳動鏈。溜板箱中的轉換機構用來確定是縱向進給或是橫向進給。 圖4 CA6140型臥式車床的傳動系統圖1.5.1主運動傳動鏈     運動由主電動機經V帶輪傳動副130mm/230mm傳至主軸箱中的軸,軸上裝有雙向多片摩擦

8、離合器M1,使主軸正轉、反轉或停止。主運動傳動鏈的傳動路線表達式由左圖所示。 由傳動路線表達式可以看出，主軸只能獲得 2×3×（2×21）+124級正轉轉速。主軸可獲得3×（2×21）+112級反轉轉速。 1.5.2車削螺紋傳動鏈    CA6140型車床能夠車削米制、英制、模數制和徑節制四種標準螺紋，還能夠車削大導程、非標準和較精密的螺紋，這些螺紋可以是左旋的也可以是右旋的。車削螺紋傳動鏈的作用，就是要得到各種螺紋的導程，參數換算關系見表1。表1 各種標準螺紋的螺距參數及其與螺距、導程的換算關系螺紋種類螺距參數螺

9、距/mm導程/mm米制螺距P/mmP=PL=KP模數制模數m/mmPm=mLm=KPm=Km英制每英寸牙數a(牙/in）Pa=25.4/aLa=K Pa =25.4K/a徑節制徑節DP(牙/in）PDP=25.4 /DPLDP=KPDP=25.4K/DP1.5.3縱向和橫向機動進給傳動鏈     縱向進給一般用于外圓車削，而橫向進給用于端面車削。為了減少絲杠的磨損和便于操縱，機動進給是由光杠經溜板箱傳動的，其傳動路線表達式如左圖所示。CA6140型車床縱向機動進給量有64級。其中，當進給運動由主軸經正常螺距米制螺紋傳動路線時，可獲得范圍為0.081.22

10、mm/r 32級正常進給量；當進給運動由主軸經正常螺距英制螺紋傳動路線時，可獲得0.861.59mm/r 8級較大進給量；若接通擴大螺距機構，選用米制螺紋傳動路線，并使u倍=1/8，可獲得0.0280.054mm/r8級用于高速精車的細進給量；而接通擴大螺距機構，采用英制螺紋傳動路線，并適當調整增倍機構，可獲得范圍為1.716.33mm/r 16級供強力切削或寬刃精車之用的加大進給量。 分析可知，當主軸箱及進給箱中的傳動路線相同時，所得到的橫向機動進給量級數與縱向相同，且橫向進給量f橫=1/2f縱。這是因為橫向進給經常用于切槽或切斷。 1.5.4刀架快速移動傳動鏈  

11、60;  刀架的快速移動是由裝在溜板箱內的快速電動機（0.25kw,2800r/min）驅動的。按下快速移動按鈕，啟動快速電動機后，由溜板箱中的雙向離合器M8和M9控制其縱、橫雙向快速移動。 刀架快速移動時，可不必脫開機動進給傳動鏈，在齒輪56與軸XX之間裝有超越離合器M6，可保證光杠和快速電機同時傳給軸XX運動而不相互干涉。 2. 車刀的結構形式車刀按結構不同可分為整體式、焊接式、機夾重磨式和機夾可轉位式等幾種。 整體式車刀是將車刀的切削部分與夾持部分用同一中材料制成，如尺寸不大的高速鋼車刀常用這種結構。 焊接式車刀是在碳鋼刀桿（常用45鋼）上根據刀片的形狀和尺寸銑出刀槽后將硬質合

12、金刀片釬焊在刀槽中，然后刃磨出所需的幾何參數。焊接式車刀結構簡單、緊湊、剛性好、靈活性大，可根據切削要求較方便地刃磨出所需角度，故應用廣泛。但經高溫釬焊的硬質合金刀片，易產生應力和裂紋，切削性能有所下降，并且刀桿不能重復使用，浪費較大。機夾重磨式車刀的刀片與刀桿是兩個可拆的獨立元件，切削時靠夾緊元件將它們緊固在一起，由于避免了因焊接產生的缺陷，可提高刀具的切削性能，并且刀桿可多次使用。 機夾可轉位式車刀是將壓制有合理幾何參數、斷屑槽、并有幾個切削刃的多邊形刀片，用機械夾固的方法，裝夾在標準刀桿上，以實現切削的一種刀具結構。當刀片的一個切削刃磨鈍后，松開夾緊元件，把刀片轉位換成另一新切 圖5 常

13、用車刀結構示意圖削刃，便可繼續使用。與焊接式車刀相比，機夾可轉位式車刀具有切削效率高，刀片使用壽命長，刀具消耗費用低等優點。可轉位車刀的刀桿可重復使用，節省了刀桿材料。刀桿和刀片可實現標準化、系列化，有利用刀具的管理工作。圖5為常見車刀的結構示意圖。3. 外圓車刀的選擇和裝夾 外圓車刀應根據外圓表面加工方案選擇。粗車外圓要求外圓粗車刀強度高，能在切削深度大或走刀速度快的情況下保持刀頭堅固。精車外圓要求外圓車刀刀刃鋒利、光潔。如圖6所示，主偏角r=75°外圓車刀刀頭強度高，生產中常選用為外圓粗車刀；主偏角r=45°彎頭車刀，使用方便，還可以車端面和倒角，但因其副偏角'

14、r大，工件表面加工粗糙，不適于精加工；主偏角r=90°的外圓車刀可用粗車或精車，還可車削有垂直臺階的外圓和細長軸。 車刀在刀架上的安裝高度，一般應使刀尖與工件旋轉軸線等高的地方，安裝時可用尾架頂尖作為標準，或在工件端面車一印痕，就可知道軸線位置，把車刀調整安裝好。 車刀在刀架上的位置，一般應垂直于工件旋轉軸線，否則會引起主偏角r變化，還可能使刀尖扎入工件已加工表面或影響表面粗糙度質量。 4. 外圓表面車削加工 車削外圓是一種最常見、最基本的車削方法，其主要形式見圖6。車削外圓一般可劃分為荒車、粗車、半精車、精車和精細車，各種車削方案所能達到的加工 圖6車削外圓的形成精度和表面粗糙度各

15、不相同，必須合理的選用。詳見表2。表2 各種車削方案表面所達到的加工精度與表面粗糙度序號加工方法經濟精度(公差等級)經濟粗糙度Ra值/m使用范圍1粗車IT13IT115012.5適用于淬火鋼以外的各種金屬2粗車-半精車IT10IT86.33.23粗車-半精車-精車IT8IT71.60.84粗車-半精車-精車-精細車(金剛車)IT7IT60.40.025主要用于要求較高的有色金屬5. 外圓車削工件的裝夾方法 外圓車削加工時，最常見的工件裝夾方法見表3。表3 最常見的車削裝夾方法名稱裝夾簡圖裝夾特點應用三爪卡盤三個卡爪可同時移動,自動定心,裝夾迅速方便 長徑比小于4，截面為圓形，六方體的中、小型工件加工四爪卡盤 四個卡爪都可單獨移動,裝夾工件需要找正 長徑比小于4，截面為方形、橢圓形的較大、較重的工件花盤 盤面上多通槽和T形槽,使用螺釘、壓板裝夾，裝夾前需找正形狀不規則的工件、孔或外圓與定位基面垂直的工件的加工雙頂尖 定心準確，裝夾穩定長徑比為415的實心軸類零件加工雙頂尖中心架 支爪可調，增加工件剛性 長徑比大于15的細長